服务创造价值、存在造就未来
课程设计是一个实践教学环节,是学生学完课程后,综合利用所学的知识,进行设计实践,一般由教师出题、指导,学生进行设计。课程设计一般持续一周或两周时间,在部分学校也称为整周实训。
(一)当前现状
当前,模数电、单片机、EDA、ARM、高频电路、通信等相关课程,在进行课程设计时,通常采用的方案主要有:
1、电子套件
典型的应用有:焊接收音机套件、万用表套件等。电子套件方式,有助于提高学生的焊接及电子工艺的技能。然而,这种方式,会耗费大量的精力在焊接及工艺上,且千篇一律。所有人完成的电子套件,实现的功能都是预设好的,完全一样,没有发挥的空间。课程设计完成的优劣,也主要取决于焊接工艺,无法考核出学生的真实情况。最后,电子套件只能使用一次,实际成本较高。
2、实验箱
典型的应用有:在数电实验箱上完成数字时钟,单片机实验箱上完成数字温度计设计等。采用实验箱方式,学生很难获得成就感。实验箱上完成的电路,总体上和传统验证性实验差不多,只不过稍难一些。最终成果,仍然一块整体的实验箱,并不是一个作品,学生很难获得成就感。
3、采用制版设备
学生自主设计电路,然后通过制板设备,做出PCB板。自主选择元器件,焊接调试,最终完成整个项目。采用该方式,灵活性强,能体现学生真实水平。然而,由于该方式难度较大,对学生要求很高。实际操作中,成功率很低,大多数学生很难完成预期目标,容易打消学生的积极性。
(二)“电子积木+底板”的课程设计模式
针对目前课程设计的情况,惠思通电子创新,提出将“电子积木+底板”的模式应用于课程设计中。与传统实验方式相比,既可灵活组合搭配,又实现了免焊接,使用方便。那么,什么是“电子积木+底板”的模式呢?
就是将典型的单元电路设计成独立的电子积木模块,使用时,根据需要选取相应模块固定在一块统一的底板上,通过接线及编程完成实验和项目开发。底板既可以固定电子积木还可以扎紧连线。采用这种方法设计完成的项目,既可作为电子制作保存起来,方便展示;也可以拆下来重复利用。相比传统的课程设计方式,“电子积木+底板”模式的优势有:
1、课程的重点转向设计和开发
我们知道,整个电子信息技术的高端于在研发设计,而非生产。采用“电子积木+底板”模式,学生不用耗费大量的精力在焊接及工艺上,而更专注于方案设计、模块选取和软件开发。更符合研发设计人才的培养。
2、每个学生都能获得成就感
采用该模式,学生通过简单的电路连接和软件下载,可以很快看到结果,再根据结果探究原因。一方面,保证了大多数同学能完成课程设计基本要求;另一方面,灵活的设计方式,为少数同学提供了广阔的发挥空间。
3、设备可以重复利用
课程设计过程免焊接,不需要耗材,且用过的电子积木模块,还可以重复使用。
(三)丰富的项目案例
惠思通电子采用“电子积木+底板”的模式,设计的众多“电子创新应用”为课程设计项目选用,提供了广泛的选择空间。每个创新应用,都是包含了软硬件可使用或演示的系统。并且,这些应用都可以通过惠思通电子积木搭接完成,设计过程无需焊接。主要特点有:
1、电子创新应用涵盖了单片机、FGPA、ARM、CPLD、LabVIEW、AVR、传感测量、仪器控制、显示输出、人机交互等多种技术和应用领域。
2、每个创新应用都专门制作了演示视频。学生只需花上两三分钟观看视频,就可选择自己感兴趣的创新应用来学习。
创新应用演示视频
3、惠思通公司把开发电子创新应用作为一项长期工作,将不断地,持续推出新的创新应用。了解更多的创新应用及观看视频,可访问:http://yun.huistone.com
下面为部分创新应用:
序号 | 创新应用名称 | 编号 |
1 | 双路DA实现示波器上简单的图形显示 | HA0A01 |
2 | 简单的音乐播放器的设计 | HA0A02 |
3 | 简易电压表设计 | HA0A03 |
4 | 双路DA在示波器上实现万花尺绘图 | HA0A04 |
5 | 基于FPGA核心板的双音频输出 | HA0B01 |
6 | 基于51单片机超声测距功能的实现 | HA0B02 |
7 | 单片机在LCD12864上实现俄罗斯方块 | HA0B03 |
8 | 基于51单片机的颜色识别设计 | HA0B04 |
9 | DA实现的音乐播放器的设计 | HA0C01 |
10 | 基于51单片机设计的光强计 | HA0C02 |
11 | 基于FPGA的调幅波形算法及输出 | HA0C03 |
12 | 基于FPGA的调频波形算法及输出 | HA0C04 |
13 | 51单片机设计的电子秒表定时器 | HA0D01 |
14 | 采用DHT11的数字温湿度计 | HA0D02 |
15 | 用LCD12864设计万年历 | HA0D03 |
16 | 基于FPGA的VGA测试信号发生器 | HA0D04 |
17 | 采用点阵显示屏实现音乐频谱彩灯 | HA0E01 |
18 | 基于FPGA的常用波形算法及输出 | HA0E02 |
19 | 用1602液晶做一个时钟 | HA0E03 |
20 | 全彩LED灯 | HA0E04 |
21 | 三轴加速度输出到PC机 | HA0F01 |
22 | 示波器演示李沙育图形 | HA0F02 |
23 | 指纹门禁控制器 | HA0F03 |
24 | 土壤湿度测试仪 | HA0F04 |
25 | 空气质量检测仪 | HA0G01 |
26 | 智能MORSE码电报机 | HA0G02 |
27 | 带农历和节日显示的万年历 | HA0G03 |
28 | 51单片机实现的MP3播放器 | HA0G04 |
29 | 三轴加速度传感器输出到LCD1602 | HA0H01 |
30 | 具有高低温记录功能的温度采集器 | HA0H02 |
31 | 红外遥控开关 | HA0H03 |
32 | 红外遥控解码 | HA0H04 |
33 | 变色龙灯 | HA0I01 |
34 | 数码管显示PS2键盘值 | HA0I02 |
35 | LCD12864液晶贪吃蛇游戏 | HA0I03 |
36 | 串口数据接收显示到LCD1602 | HA0I04 |
37 | 无线IC卡门禁 | HA0J01 |
38 | 串口控制舵机 | HA0J02 |
(四)应用案例
目前,应用于课程设计教学中的案例有:
1、电子技术课程设计
应用项目:智能摩尔斯码电报收发机
项目说明:智能摩尔斯码电报收发机,可通过标准键盘实现无线电报发送,接收电码转化为音频,通过耳机收听。
项目情况:提供60套,同时供2个班级使用,每2人一套。
2、单片机课程设计
应用项目:空气质量检测仪
项目说明: 采用单片机,实现PM2.5及挥发性有机气体浓度的检测。
应用项目:单片机FM收音机
项目说明:采用单片机,实现FM收音机功能,包括自动搜台、频率加减等功能。
项目情况:以上两个项目共30套,同时供1个班级使用,每2人一套。
3、嵌入式课程设计
应用项目:基于ARM实现SD卡MP3播放器
项目说明:采用嵌入式系统,实现SD卡中MP3的读取,解码、播放等功能。
应用情况: 共30套,同时供1个班级使用,每2人一套。
4、FPGA课程设计
应用项目:FPGA实现DDS波形发生器
项目说明: 采用FPGA技术,根据DDS算法,实现波形发生器功能。
应用情况:共30套,同时供1个班级使用,每2人一套。
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